定向式位置控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種定向式位置控制方法，其主要是通過定向控制器啟動單元啟動定向控制，而定向控制的方法是通過座標的轉(zhuǎn)換將機器人的位移作標轉(zhuǎn)換與教導器的座標相同，則當由教導器下達動作指另時，便能使機器人是能依教導器的教導器方向基準產(chǎn)生位移動作，如此，操作者以教導器下達指令時便能以主觀的直覺方式進行操控，而不需過度的判斷，提高操作的便利性及效率，更能有效提升操作的正確性。
【專利說明】定向式位置控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種定向式位置控制方法，其是與控制方法有關。
【背景技術】
[0002]隨著科技進步及自動化的需求，通過控制機器人、機器手臂進行自動化的工作已越來越普及，而一般的機器人控制方法如圖1、2所示，其主要是由一教導器10下指令，而一機器人20依據(jù)該教導器10的指令動作，該機器人20是依據(jù)該機器人20的一機器人方向基準F2進行動作,該機器人方向基準F2包含一機器人前方向F21、一機器人后方向F22、一機器人左方向F23以及一機器人右方向F24。
[0003]而該教導器10具有一教導器方向基準Fl,該教導器方向基準Fl包含一教導器前方向Fl1、一教導器后方向F12、一教導器左方向F13以及一教導器右方向F14,如圖2所不，當教導器方向基準Fl與該機器人方向基準F2相同時，該教導器方向基準Fl與該機器人方向基準F2相同系指教導器前方向Fll與機器人前方向F21指向同一方向，教導器后方向F12與機器人后方向F22指向同一方向，教導器左方向F13與機器人左方向F23指向同一方向，教導器右方向F14與機器人右方向F24指向同一方向的狀態(tài)；則教導器10所下達的指另與該機器人20的動作方向相同。
[0004]然而，由于該機器人20會不斷地移動，當該機器人20移動至與該教導器10的方向基準不同時，如圖2所示，該教導器10的教導器前方向Fll已變成與該機器人20的機器人右方向F24相同，于此狀態(tài)下，由于操作者通常是站在與該教導器10同樣的方向基準進行操作，因此操作者于操作該教導器10時會主觀認定該機器人20會依照該教導器10的教導器方向基準Fl進行動作，但只要教導器方向基準Fl與機器人方向基準F2不同時，該機器人20將無法依據(jù)教導器方向基準Fl動作，而造成使用者必須費心地判斷先機器人方向基準F2后再進行教導器10的操作，如此導致操作該教導器10的操作方式無法依照操作者的主觀直覺動作，而造成操作上的難度提高及不便性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種定向式位置控制方法，解決普通控制方法對于操作者來說無法直覺控制，而造成的難度高、不便性的問題。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種定向式位置控制方法，是通過一教導器下達指令配合一控制器控制一機器人動作，且是由一定向控制啟動單兀啟動定向控制功能:
[0007]所述教導器具有一控制單元，而以該教導器定義出一教導器方向基準，該教導器方向基準隨該教導器位移動作同步改變；
[0008]所述控制器與該機器人電性連接，該機器人由該控制器控制一驅(qū)動源驅(qū)動動作，且該機器人的一端具有一終端效應器，該驅(qū)動源驅(qū)動該機器人的終端效應器移動；
[0009]所述定向控制啟動單元供使用者啟動定向控制，且該定向控制啟動單元與該教導器、控制器訊號連接；[0010]而該控制方法包含:
[0011]啟動,操作者于該定向控制啟動單元啟動定向控制；
[0012]下達動作指令，操作該教導器的控制單元；
[0013]控制及動作，該定向控制啟動單元控制該控制器驅(qū)動該機器人依據(jù)該教導器方向基準產(chǎn)生動作。
[0014]進一步地,所述控制及動作步驟中，所述定向控制啟動單元通過座標轉(zhuǎn)換的方式將該機器人的座標轉(zhuǎn)換為與該教導器的座標相同，使該控制器驅(qū)動該機器人依據(jù)該教導器方向基準產(chǎn)生動作。
[0015]進一步地，所述定向控制啟動單元配合該教導器的控制單元提供設定手動定向控制的方向基準。
[0016]進一步地，所述教導器具有一方向感測器，該方向感測器感測該教導器的所在方位并判斷該教導器的教導器方向基準，該定向控制啟動單元配合該方向感測器提供自動定向控制。
[0017]進一步地,所述控制單元包含一前方向動作鍵、一后方向動作鍵、一左方向動作鍵以及一右方向動作鍵。
[0018]進一步地，所述控制單元為搖桿。
[0019]進一步地，所述方向感測器為電子羅盤、加速度感測器或陀螺儀。
[0020]進一步地，所述定向控制驅(qū)動單元設置于該教導器上、該控制器上或該機器人上。
[0021]一種定向式位置控制方法，包含:
[0022]一機器人，具有多軸且各軸由一驅(qū)動源驅(qū)動；
[0023]一終端效應器設置于該機器人末端，藉由該機器人的運動使其在空間中移動；
[0024]一控制器，可控制該機器人的該驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)；
[0025]一可移動的教導器，其本體具有基準向，并具有控制單元能操控該機器人的行進及方向，使該終端效應器能被移動到所需要的位置；
[0026]一定向控制啟動單兀，可啟動定向功能；
[0027]當定向功能啟動時，該教導器本體的基準向相對于該控制單元輸入的方向，與基準向相對于該終端效應器移動的方向，兩者相同。
[0028]本發(fā)明所述的定向式位置控制方法，通過所述定向控制啟動單元進行定向控制動作，且是控制機器人保持以教導器的教導器方向基準產(chǎn)生動作，藉此提供使用者直覺式的控制，不需過度判斷，而能達成操作便利性效及效率高、且正確性也能同步提升的功效。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為普通教導器控制機器人動作的示意圖，且是在方向基礎相同的狀況。
[0030]圖2為普通教導器控制機器人動作的示意圖，且是在方向基礎不同的狀況。
[0031]圖3為本發(fā)明定向式位置控制方法的控制系統(tǒng)圖。
[0032]圖4A為本發(fā)明定向式位置控制方法中機器人未動作的初始狀態(tài)側視圖。
[0033]圖4B為本發(fā)明定向式位置控制方法中機器人未動作的初始狀態(tài)俯視圖。
[0034]圖5A為本發(fā)明定向式位置控制方法中機器人向左方向位移的動作側視圖。
[0035]圖5B為本發(fā)明定向式位置控制方法中機器人向左方向位移的動作俯視圖。[0036]圖6A為本發(fā)明定向式位置控制方法中機器人向右方向位移的動作側視圖。
[0037]圖6B為本發(fā)明定向式位置控制方法中機器人向右方向位移的動作俯視圖。
[0038]圖7A為本發(fā)明定向式位置控制方法中機器人向前方向位移的動作側視圖。
[0039]圖7B為本發(fā)明定向式位置控制方法中機器人向前方向位移的動作俯視圖。
[0040]圖8A為本發(fā)明定向式位置控制方法中機器人向后方向位移的動作側視圖。
[0041]圖8B為本發(fā)明定向式位置控制方法中機器人向后方向位移的動作俯視圖。
[0042]圖9為本發(fā)明定向式位置控制方法中教導器與機器人的方向基準不同的狀態(tài)。
[0043]圖10為本發(fā)明定向式位置控制方法中教導器向左并控制機器人朝左方向移動的狀態(tài)。
[0044]圖11為本發(fā)明定向式位置控制方法中教導器向右并控制機器人朝右方向移動的狀態(tài)。
[0045]圖12為本發(fā)明定向式位置控制方法中教導器向前并控制機器人朝前方向移動的狀態(tài)。
[0046]圖13為本發(fā)明定向式位置控制方法中教導器向后并控制機器人朝后方向移動的狀態(tài)。
[0047]圖14為本發(fā)明定向式位置控制方法中教導器向左后并控制機器人朝左后方向移動的狀態(tài)。
[0048]圖15為本發(fā)明定向式位置控制方法中教導器向右后并控制機器人朝右后方向移動的狀態(tài)。
[0049]圖16為本發(fā)明定向式位置控制方法中教導器與機器人的初始狀態(tài)。
[0050]圖17為本發(fā)明定向式位置控制方法中手動設定教導器的方向基準的狀態(tài)。
[0051]圖18為本發(fā)明定向式位置控制方法中手動設定教導器為向右的方向基準并控制機器人向右方向移動的狀態(tài)。
[0052]圖19為本發(fā)明定向式位置控制方法中手動設定教導器為向右的方向基準并控制機器人向左方向移動的狀態(tài)。
[0053]圖20為本發(fā)明定向式位置控制方法中手動設定教導器為向右的方向基準并控制機器人向前方向移動的狀態(tài)。
[0054]圖21為本發(fā)明定向式位置控制方法中手動設定教導器為向右的方向基準并控制機器人向后方向移動的狀態(tài)。
[0055]圖22為本發(fā)明定向式位置控制方法的步驟流程圖。
[0056]附圖標記說明
[0057]10是教導器20是機器人
[0058]Fl是教導器方向基準Fll是教導器前方向
[0059]F12是教導器后方向F13是教導器左方向
[0060]F14是教導器右方向F2是機器人方向基準
[0061]F21是機器人前方向F22是機器人后方向
[0062]F23是機器人左方向F24是機器人右方向
[0063]30是教導器31是控制單元
[0064]311是前方向動作鍵312是后方向動作鍵[0065]313是左方向動作鍵314是右方向動作鍵
[0066]32是方向感測器40是控制器
[0067]50是機器人51是驅(qū)動源
[0068]52是終端效應器60是定向控制啟動單元
[0069]F3是教導器方向基準F31是教導器前方向
[0070]F32是教導器后方向F33是教導器左方向
[0071]F34是教導器右方向F5是機器人方向基準
[0072]F51是機器人前方向F52是機器人后方向
[0073]F53是機器人左方向F54是機器人右方向
[0074]A是啟動B是下達動作指令
[0075]C是控制及動作【具體實施方式】
[0076]本發(fā)明一種定向式位置控制方法的較佳實施例如圖3至22所示，是通過一教導器30下達指令配合一控制器40控制一機器人50動作，且是由一定向控制啟動單元60啟動定向控制功能，其中:
[0077]所述教導器30可移動并具有一控制單元31及一方向感測器32，本實施例的該控制單兀31包含一前方向動作鍵311、一后方向動作鍵312、一左方向動作鍵313以及一右方向動作鍵314，而該控制單元31也可為搖桿形態(tài)，該控制單元31系提供使用者操控該該機器人50的行進及方向；該教導器30本體具有基準向，而本實施例中該教導器30的基準向是以該教導器30定義出一教導器方向基準F3,該教導器方向基準F3包含一教導器前方向F31、一教導器后方向F32、一教導器左方向F33以及一教導器右方向F34,該教導器方向基準F3隨該教導器30位移動作同步改變；該方向感測器32可感測該教導器30的所在方位并判斷該教導器30的教導器方向基準F3，該方向感測器32可為電子羅盤、加速度感測器或陀螺儀。
[0078]所述控制器40與該機器人50訊號連接，該機器人50如圖4所示為一種具有多軸的多軸機器人，且該機器人50的各軸由該控制器40控制一驅(qū)動源51旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生驅(qū)動動作，且該機器人50的一端具有一終端效應器52,而以該機器人50定義出一機器人方向基準F5,該機器人方向基準F5包含一機器人前方向F51、一機器人后方向F52、一機器人左方向F53以及一機器人右方向F54，該驅(qū)動源51系驅(qū)動該機器人50動作，且是使該終端效應器52于空間中移動，同時是朝向該機器人前方向F51、該機器人后方向F52、該機器人左方向F53以及該機器人右方向F54移動；而如圖5至8為該機器人50朝各方向移動的動作狀態(tài)，圖5為該機器人50向該機器人左方向F53動作的狀態(tài)；圖6為該機器人50向該機器人右方向F54動作的狀態(tài)；圖7為該機器人50向該機器人前方向F51動作的狀態(tài)；圖8為該機器人50向該機器人后方向F52動作的狀態(tài)。
[0079]所述定向控制啟動單元60可供使用者改變設定為手動定向控制或自動定向控制，且該定向控制啟動單元60與該教導器30、控制器40訊號連接，且該定向控制驅(qū)動單元60是可設置于該教導器30上、該控制器40上或該機器人50上。
[0080]當定向功能啟動時，該教導器30本體的基準向相對于該控制單元31輸入的方向，與基準向相對于該終端效應器52移動的方向，兩者相同。
[0081]而本實施例中，當設定為手動定向控制時，所述定向控制啟動單元60配合該教導器30的控制單元31設定該機器人50的動作方向基準，且該定向控制啟動單元60與該教導器30的方向感測器32訊號連接。
[0082]當所述定向控制啟動單元60設定為自動定向控制時接收判斷該教導器30所在方位及其方向基準以進行該機器人50的定向控制，而該定向控制的方法是通過座標轉(zhuǎn)換的方式將該機器人50的座標轉(zhuǎn)換為與該教導器30的座標相同的方式進行控置。
[0083]而本發(fā)明的控制方法如圖22所示，包含:
[0084]啟動A，丨呆作者于該定向控制啟動單兀60設定為自動定向控制或手動定向控制并啟動定向控制功能；
[0085]下達動作指令B，操作該教導器30的控制單元31 ；
[0086]控制及動作C,該定向控制啟動單元60通過座標轉(zhuǎn)換的方式將該機器人50的座標轉(zhuǎn)換為與該教導器30的座標相同，使該控制器40驅(qū)動該機器人50依據(jù)該教導器方向基準F3產(chǎn)生動作。
[0087]以下針對各種控制狀況詳細說明之，當設定該定向控制啟動單元60為自動定向控制時，且如圖9所示為該教導器方向基準F3與該機器人方向基準F5不一致時的控制動作狀況，本發(fā)明所指方向基準不一致的狀況系定義為教導器前方向F31與機器人前方向F51的方向不同的狀況,反之，當教導器前方向F31與機器人前方向F51的方向相同時則定義為方向基準一致；而上述僅以前方向作為說明，其他方向的定義相同。
[0088]當設定為自動定向控制時為依據(jù)該方向感測器32所感測判斷該教導器30的教導器方向基準F3進行控制；而當設定為手動定向控制時則是配合該教導器30的控制單元31以手動設定該教導器30的方向基準。
[0089]而如圖10所不為該教導器30的教導器前方向F31面向該機器人左方向F53時，該定向控制啟動單元60接收該教導器30的方向感測器32感測該教導器方向基準F3，該定向控制啟動單兀60并轉(zhuǎn)換該機器人50的機器人方向基準F5與該教導器方向基準F3相同，于此狀態(tài)下，當操作者按壓操作該教導器30的前方向動作鍵311，則該機器人50便依照該教導器方向基準F3的教導器前方向F31動作,且是朝向該機器人左方向F53動作。
[0090]再如圖11所不為該教導器30的教導器前方向F31面向該機器人右方向F54時，此狀態(tài)下，當操作者按壓操作該教導器30的前方向動作鍵311，則該機器人50便依照該教導器方向基準F3的教導器前方向F31動作,且是朝向該機器人右方向F54動作。
[0091]圖12所示為該教導器30的教導器前方向F31與該機器人前方向F51相同，亦即為教導器方向基準F3與該機器人方向基準F51 —致的狀態(tài)，于此狀態(tài)下，當操作者按壓操作該教導器30的前方向動作鍵311,則該機器人依照該教導器方向基準F3的教導器前方向F31動作，同時亦是朝該機器人前方向F51動作。
[0092]圖13所不為該教導器30的教導器前方向F31面向該機器人后方向F52時,此狀態(tài)下，當操作者按壓操作該教導器30的前方向動作鍵311，則該機器人50便依照該教導器方向基準F3的教導器前方向F31動作,且是朝向該機器人后方向F52動作。
[0093]圖14所示為該教導器30的教導器前方向F31面向該機器人左方向F53與機器人后方向F52之間的左后方向時，此狀態(tài)下，當操作者按壓操作該教導器30的前方向動作鍵311,則該機器人50便依照該教導器方向基準F3的教導器前方向F31動作,且是朝向該機器人左方向F53與機器人后方向F52之間的左后方動作。
[0094]圖15所不為該教導器30的教導器前方向F31面向該機器人右方向F54與機器人后方向F52之間的右后方向時，此狀態(tài)下，當操作者按壓操作該教導器30的前方向動作鍵311,則該機器人50便依照該教導器方向基準F3的教導器前方向F31動作,且是朝向該機器人右方向F54與機器人后方向F52之間的右后方動作。
[0095]而再如圖16至21所示為設定為手動定向控制的實施態(tài)樣，如圖16為該教導器30與該機器人50的初始狀態(tài)，而使用者可由該定向控制啟動單元60選擇手動定向控制，接著再操作該教導器30的控制單元31，本實施例是操作按壓該控制單元31的該右方向動作鍵314設定該教導器30以該教導器右方向F34為基礎方向，如圖17所不,亦即，于此狀況下，該教導器30不需裝置該方向感測器32，而是由手動定義該教導器30相對于該機器人50的方向基準，當手動設定教導器右方向F34為基礎方向時，就等同于將教導器30的教導器前方向F31面向該機器人右方向F54的狀態(tài)，如圖18所示；則操作者使用時就能將該教導器30面向該機器人右方向F54，于此狀態(tài)下，當按壓控制該教導器30的前方向動作鍵311，則該機器人50便會依循該教導器方向基準F3動作,且是朝向該教導器前方向F31、機器人右方向F54移動，如圖18所示；而如圖19所示則為于此狀態(tài)下，按壓控制該教導器30的后方向動作鍵312,則該機器人50便會依循該教導器方向基準F3動作,且是朝向該教導器后方向F32、機器人左方向F53移動；如圖20所示則為于此狀態(tài)下，按壓控制該教導器30的左方向動作鍵313,則該機器人50便會依循該教導器方向基準F3動作,且是朝向該教導器左方向F33、機器人前方向F51移動；而如圖21所示則為于此狀態(tài)下，按壓控制該教導器30的右方向動作鍵314,則該機器人50便會依循該教導器方向基準F3動作,且是朝向該教導器右方向F34、機器人后方向F52移動。
[0096]由上述可知，本發(fā)明是可通過手動或自動定義該機器人50的位移方向基準，使該機器人50保持以教導器30的教導器方向基準F3為位移基礎，藉此提供操作者能直覺而不需過度判斷的狀況下進行操作，降低操作控制的難度及錯誤率，提高操作控的效率及精準度；且由于操作控制者是可以位于與教導器30相同方位進行控置，不需接近機器人50判斷機器人方位，而能與機器人50保持安全距離，提高使用安全性。
【權利要求】
1.一種定向式位置控制方法，是通過一教導器下達指令配合一控制器控制一機器人動作，且是由一定向控制啟動單元啟動定向控制功能，其特征在于: 所述教導器具有一控制單元，而以該教導器定義出一教導器方向基準，該教導器方向基準隨該教導器位移動作同步改變； 所述控制器與該機器人電性連接，該機器人由該控制器控制一驅(qū)動源驅(qū)動動作，且該機器人的一端具有一終端效應器，該驅(qū)動源驅(qū)動該機器人的終端效應器移動； 所述定向控制啟動單元供使用者啟動定向控制，且該定向控制啟動單元與該教導器、控制器訊號連接； 而該控制方法包含: 啟動，操作者于該定向控制啟動單元啟動定向控制； 下達動作指令，操作該教導器的控制單元； 控制及動作，該定向控制啟動單元控制該控制器驅(qū)動該機器人依據(jù)該教導器方向基準產(chǎn)生動作。
2.如權利要求1所述的定向式位置控制方法，其特征在于:所述控制及動作步驟中，所述定向控制啟動單元通過座標轉(zhuǎn)換的方式將該機器人的座標轉(zhuǎn)換為與該教導器的座標相同，使該控制器驅(qū)動該機器人依據(jù)該教導器方向基準產(chǎn)生動作。
3.如權利要求1所述的定向式位置控制方法，其特征在于:所述定向控制啟動單元配合該教導器的控制單元提供設定手動定向控制的方向基準。
4.如權利要求1所述的定向式位置控制方法，其特征在于:所述教導器具有一方向感測器，該方向感測器感測該教導器的所在方位并判斷該教導器的教導器方向基準，該定向控制啟動單元配合該方向感測器提供自動定向控制。
5.如權利要求1所述的定向式位置控制方法，其特征在于:所述控制單元包含一前方向動作鍵、一后方向動作鍵、一左方向動作鍵以及一右方向動作鍵。
6.如權利要求1所述的定向式位置控制方法，其特征在于:所述控制單元為搖桿。
7.如權利要求1所述的定向式位置控制方法，其特征在于:所述方向感測器為電子羅盤、加速度感測器或陀螺儀。
8.如權利要求1所述的定向式位置控制方法，其特征在于:所述定向控制驅(qū)動單元設置于該教導器上、該控制器上或該機器人上。
9.一種定向式位置控制方法，包含: 一機器人，具有多軸且各軸由一驅(qū)動源驅(qū)動； 一終端效應器設置于該機器人末端，藉由該機器人的運動使其在空間中移動； 一控制器，可控制該機器人的該驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)； 一可移動的教導器，其本體具有基準向，并具有控制單元能操控該機器人的行進及方向，使該終端效應器能被移動到所需要的位置； 一定向控制啟動單兀，可啟動定向功能； 其特征在于: 當定向功能啟動時，該教導器本體的基準向相對于該控制單元輸入的方向，與基準向相對于該終端效應器移動的方向，兩者相同。
【文檔編號】B25J13/00GK103909524SQ201310006564
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月9日 優(yōu)先權日:2013年1月9日
【發(fā)明者】吳文加, 陳彥羽 申請人:上銀科技股份有限公司